способ получения чугуна, стали заготовок и изделий из них с использованием доменного, сталеплавильного и прокатного производств на металлургическом предприятии

Формула изобретения

1. Способ получения чугуна, стали, заготовок и изделий из них с использованием доменного, сталеплавильного и прокатного производств на металлургическом предприятии, включающий доставку и размещение компонентов аглошихты, в качестве которых используют железорудный концентрат, руды, флюсы, отходы металлургического производства, топливо, горячий и холодный возврат, добавки, в частности минеральные, на участок разгрузки и складирования, физико-химический, метрический и весовой анализ, а также усреднение шихтовых материалов на рудном дворе, их погрузку в бункера аглофабрики, получение офлюсованного агломерата, загрузку в бункера доменного цеха офлюсованного агломерата, окатышей и разгрузку кокса на коксовых эстакадах и его подачу в бункера доменного цеха при попутном анализе влажности и его фракционного состава, загрузку шихтовых материалов из бункеров в доменные печи путем набора шихтовых материалов, восстановление и проплавление шихтовых материалов путем вдувания в горны доменных печей атмосферного и/или комбинированного дутья, выпуск чугуна и шлака, газоочистку, удаление отходов, передачу шлака на последующую переработку, а также, при необходимости, ремонтно-восстановительные и подготовительные работы и/или перевод доменных печей на выплавку другого вида чугуна, далее последующую подачу чугуна на переработку в стали и/или ферросплавы в сталеплавильные цеха, содержащие конверторы, мартеновские или электрические печи, подачу в эти печи рудных материалов и/или металлодобавок и скрапа, с предварительным физико-химическим, метрическим и весовым анализом шихтовых материалов, подачу в конверторы или мартеновские печи топливных материалов, завалку и прогрев шихтовых материалов в конверторах или мартеновских печах или электрических печах, плавление загруженных материалов посредством продувки в конверторах или мартеновских печах или посредством нагрева током в электропечах, выпуск продувки плавки, разливку продуктов плавки в слитки, удаление отходов, а также, при необходимости, ремонтно-восстановительные и подготовительные работы, далее последующую подачу полученных слитков на переработку в прокатные цеха для изготовления из сталей заготовок, листового и сортового проката, труб, арматуры и специальных видов проката путем нагрева или подогрева слитков и/или заготовок перед прокаткой, горячей и/или холодной прокатки, резки, правки, термообработки, удаления поверхностных дефектов, и/или травления, и/или нанесения покрытий, сортировки, маркировки, упаковки, транспортировки, отгрузки с проведением, при необходимости, ремонтно-восстановительных и подготовительных работ на прокатном оборудовании, отличающийся тем, что дополнительно при выплавке чугуна используют редкоземельные металлы и стронций, которые по крайней мере частично вводят в шихтовые материалы, одновременно с введением офлюсованного агломерата и/или в его составе в количестве 0,001-0,07 мас.% редкоземельных металлов и 0,001-1,0 мас.% стронция, а также по крайней мере частично вводят в шихтовые материалы при загрузке в доменную печь твердого топлива, в том числе кокса и/или в его составе, в количествах, составляющих 10-30% стронция и 75-90% редкоземельных металлов от их общей массы, вносимой в шихтовые материалы с офлюсованным агломератом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что редкоземельные металлы и стронций по крайней мере частично, вводят в состав шихтовых материалов в виде металлосодержащих и окислосодержащих композиций.

3. Способ по любому из пп.1 - 2, отличающийся тем, что доставляемые компоненты аглошихты, преимущественно аглоруду и железорудные концентраты, подают на вагоноопрокидыватель и разгружают в рудную траншею, причем в случае отрицательных температур доставляемые компоненты аглошихты перед разгрузкой предварительно разогревают, а рабочую поверхность транспортных средств перед погрузкой в них железорудного концентрата обрабатывают титансодержащими препаратами, при этом доставляемые флюсы, в том числе известь собственного производства, подают в рудную траншею и кантуют на концентрат или аглоруду в соотношении не менее 1: 20, а флюсы подают системой конвейеров в приемный бункер аглофабрики, кроме того, смесь флюсов подвергают дроблению и последующему грохочению для обеспечения содержания фракции, меньшей 3 мм, не менее 93% на весь объем, поступающих в аглошихту флюсов.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в аглошихту дополнительно вводят металлоотсев производств феррованадия и порошкового, преимущественно производства железистых порошков, легированных хромом и никелем.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в аглошихту вводят шламы феррованадиевого и порошкового производств, причем количество металлоотсева и шлама феррованадиевого и порошкового производств составляет 50 - 60 кг/т агломерата.

6. Способ по любому из пп.3 - 5, отличающийся тем, что на стадии подготовки шламов к подаче в аглошихту их обрабатывают раствором на основе известняков, преимущественно из отходов производства извести, после чего подают в приемные бункера шихтового отделения аглофабрики.

7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что микропримесный состав агломерата регулируют путем добавления в аглошихту известняка Барсуковского месторождения и/или доломитов Данковского, Щелковского и Ливненского месторождения, и/или известь Обидимского производства в количестве 40-100 кг/т агломерата и путем добавления коксовой мелочи одного и/или несколько коксохимических производств.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердое топливо, преимущественно коксовую мелочь, антрацитовый штыб и/или отсев кокса крупностью фракции менее 25-30 мм, перед подачей в аглошихту дробят до получения фракции, меньшей 3 мм, для обеспечения содержания мелкой фракции не менее чем 95% от общей массы твердого топлива.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что возврат при приготовлении аглошихты подают в две стадии, на первой стадии приготовления аглошихты холодный вторичный возврат подают совместно с железорудным концентратом и рудой, которые усредняют при складировании на рудном дворе, при этом вторичный возврат выделяют путем повторного грохочения агломерата перед загрузкой в доменные печи, а на второй стадии в приготовленную аглошихту добавляют первичный возврат в горячем виде, при этом первичный возврат получают путем грохочения горячего агломерата после спекания аглошихты, причем количество вводимого в аглошихту возврата составляет 18 - 42 мас.%, а количество первичного возврата, вводимого в аглошихту, составляет 23 - 38 мас.%.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что дозировку компонентов аглошихты осуществляют двумя потоками, на первом потоке приемные бункера шихтового отделения аглофабрики заполняют равномерно путем загружения бункера не менее чем на 2/3 его емкости, при этом в случае отрицательных температур стенки бункеров подвергают предварительному прогреву, в том числе путем использования тепла отработанных теплоносителей, а на втором потоке выдаваемые из бункеров компоненты аглошихты дозируют путем изменения положений запирающего устройства бункеров и/или путем изменения скорости вращения и/или частоты колебаний питателей, кроме этого, бункера от компонентов аглошихты опорожняют не более чем на 1/3 от их емкости.

11. Способ по п.1 или 10, отличающийся тем, что при первоначальном смешивании к компонентам аглошихты подают горячий возврат фракции крупностью менее 10 - 12 мм, а смешивание компонентов осуществляют в вертикальной и/или горизонтальной плоскости, причем при смешивании аглошихту увлажняют, преимущественно орошением, до влажности 4-6%.

12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что шихтовые материалы доставляют на металлургическое предприятие преимущественно железнодорожным транспортом, разгружают с помощью вагоноопрокидывателей, затем с помощью перегрузочных кранов и/или штабелеукладчиков складируют, далее посредством перегрузочных кранов и/или заборщиков шихты и/или вагонами шихтовые материалы подают в подготовительное, а затем в спекательное отделение аглофабрики, туда же конвейерами и/или в вагонах подают мелкий кокс, агломерат ленточными конвейерами транспортируют к приемным бункерам эстакады доменного цеха, к другим бункерам той же эстакады конвейерами и/или вагонами подают крупный кокс, затем шихтовые материалы скиповым подъемником и/или конвейером подают на колошник доменной печи с помощью загрузочного устройства - в печь, при этом в процессе транспортирования образующуюся мелочь агломерата, и/или окатышей, и/или кокса, а также возврат спекательного отделения аглофабрики отделяют и направляют в подготовительное отделение аглофабрики и/или частично утилизируют на ТЭЦ, готовый чугун в ковшах чугуновозов транспортируют к миксерам сталеплавильных цехов и/или к разливочным машинам для получения товарного чугуна в чушках, а доменный шлак перерабатывают в агрегатах грануляции непосредственно у печей и/или транспортируют в шлаковозах для переработки и утилизации за пределами доменного цеха или предприятия, жидкий чугун подают к рабочим площадкам сталеплавильных цехов и заливают с помощью мостовых кранов в сталеплавильные печи, туда же транспортируют из шихтового отделения твердую металлическую часть шихты и нагружают в те же печи, полученную сталь через сталеразливочные ковши разливают в изложницы или подают к машинам непрерывной разливки, застывшие слитки в изложницах подают к отделению раздевания, где снимают изложницы, и на тележках направляют в обжимной прокатный цех для нагрева в нагревательных колодцах и прокатки на блюминге и/или слябинге в слябы и/или блюмы, далее катаные слябы и/или непрерывнолитые слябы нагревают и подают на дальнейшую прокатку к широкополосному стану для производства полос в рулонах и/или к толстолистовому стану для получения толстых листов мерной длины, прокатанные листы отгружают для использования и/или изготавливают из них спиральношовные или прямошовные трубы, и/или сварные широкополочные балки, и/или передают в цех холодной прокатки для производства тонких листов, и/или жести, и/или ленты, с их термообработкой и/или поверхностным покрытием, а блюмы после огневой зачистки и порезки прокатывают в крупные сортовые и/или трубные заготовки, которые после нагрева в нагревательных печах подают к рельсо-балочным и/или сортовым станам для получения рельсов, и/или балок, и/или строительных профилей, арматуры, в том числе рифленой, двутавровых балок, и/или уголков, и/или швеллеров, а также катанки и/или штрипсов, и/или бесшовных труб из трубных заготовок, кроме того, газы на выходе из доменной печи очищают от пыли и направляют потребителю, а уловленную пыль подают в подготовительное отделение аглофабрики для спекания, отходящие нагретые газы, и/или воду, и/или иные отработанные теплоносители утилизируют в агрегатах по выработке тепла и/или электроэнергии, в том числе для внутреннего технологического и/или наружного потребления, в том числе на теплоэлектростанциях, проводят ремонтно-восстановительные работы упомянутых транспортных средств и/или коммуникаций, при этом используют автоматические средства управления технологическими процессами.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед завалкой шихтовых материалов в неостывшие или нагретые мартеновские печи из них полностью или частично удаляют остатки металла и шлака, а образовавшиеся выявленные дефекты футеровки стенок, откосов, подин восстанавливают и/или заправляют измельченной и обожженной смесью огнеупорных материалов, например магнезита, и/или доломита, и/или окалиной, и/или мартеновским шлаком, после этого предварительно разделанные, и/или скомпонованные, и/или сбрикетированные, и/или расфасованные, и/или усредненные твердые шихтовые материалы, по крайней мере скрап, рудные и/или металлосодержащие, и/или металлические материалы, флюсы и чугун собирают на шихтовом дворе в мульды, а составы с мульдами подают по железнодорожным путям в шихтовый открылок, из которого по съездным путям передают в печные пролеты на пути, проходящие перед мартеновским печами, для завалки их на поды ванн мартеновских печей, при этом шихтовые материалы периодически и/или непрерывно прогревают вдуванием в печи газотопливной и/или окислительной смесью и/или путем переноса продуктов сгорания из вторых ванн печей, причем реверсирование подачи газотопливной смеси, и/или дутья, и/или окислителя осуществляют по крайней мере в зависимости от разности температур низа и верха насадок регенераторов, после чего на прогретые и/или размягченные шихтовые материалы в печах заливают жидкий чугун, который подают в мартеновский цех из миксерного отделения, и/или участка перелива, и/или доменного цеха в чугуновозах ковшевого и/или миксерного типа, при этом для заливки чугуна в мартеновские печи чугуновозы снимают с железнодорожных рельсовых тележек мостовыми кранами печного пролета и заливают в печи, предпочтительно, посредством желобов, установленных на пороги рабочих окон мартеновских печей, а образующийся шлак скачивают в шлаковозы для последующей переработки, затем расплавленный металл по крайней мере в одной из ванн печей продувают дутьем, или нагретым дутьем, и/или комбинированным дутьем, и/или обогащенным окислителем дутьем, рафинируют, отбирают пробы, доводят до получения требуемого качества и выпускают в предварительно подготовленные и установленные на постановочные пути, и/или стенды разливочных пролетов мартеновского цеха один или несколько ковшей, оснащенных просушенными стопорами, и далее сталь из ковшей разливают в изложницы, установленные на передвижных платформах, или разливают в промежуточные ковши или ковши машин непрерывной разливки заготовок или изделий.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед подачей в конверторы отсортированный и разделанный скрап в отделении магнитных и сыпучих материалов набирают и/или корректируют по массе в совки, а сыпучие рудные, и/или флюсующие материалы, и/или добавки разгружают в приемные бункера и подают в конверторное отделение преимущественно скраповозами, и/или транспортерами, при этом жидкий чугун подают в конверторное отделение чугуновозами из миксерного отделения, и/или доменного цеха и переливают в заливочные ковши на участках перелива, затем осуществляют завалку скрапа и сыпучих шихтовых материалов в конверторы, заливают чугун, продувают металл в конверторах окислителем, или комбинированным дутьем, или топливной, или флюсовой смесью, или нейтральными газами, или защитными реагентами, причем металл в конверторах продувают сверху и/или снизу, после проплавления и корректировки температуры металла готовую сталь требуемого качества и шлак выпускают из конверторов в один или несколько ковшей, которые транспортируют к участку разливки, где сталь из ковшей разливают в изложницы, установленные на платформах, и/или разливают в промежуточные ковши или ковши машины непрерывной разливки для получения заготовок или изделий.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед загрузкой шихтовых материалов в электрические печи из горячих печей удаляют полностью или частично остатки металла и шлака, а дефекты футеровки подин и/или откосов заправляют пневматически и/или вручную сухим, мелкозернистым, огнеупорным порошком, при этом в качестве связующего для огнеупорного порошка используют смолу или пек, или жидкое стекло, затем в печи загружают шихтовые материалы, в состав которых вводят скрап, чугун, флюсы, раскислители, металлодобавки и металлоотходы, металлизованные окатыши, губчатое железо, легирующие добавки, причем по крайней мере скрап перед загрузкой в печи подогревают до 800-900^oC, а плотность укладывания шихтовых материалов обеспечивают использованием скрапа различных габаритов, после окончания загрузки шихтовых материалов в печи через своды опускают электрод или электроды и включают ток, причем длину дуг между электродами и шихтовыми материалами поддерживают постоянной путем перемещения электродов, в дальнейшем плавление шихтовых материалов в печах форсируют работой печного транспортера на полную мощность, и/или поворотом печей на углы 40^o, и/или вдуванием комбинированного дутья, помимо этого, при плавлении в печи присаживают флюсы и/или железорудные добавки, а после расплавления всех шихтовых материалов отбирают пробы металла и, не выключая тока, путем наклона печей скачивают в шлаковозы шлак, продувают металл в печах дутьем и/или окислителем, а после окончания продувки перед скачиванием шлака металл раскисляют в печи раскислителями и/или легируют добавками, после чего металл из печей выпускают в сталевозы и/или разливочные ковши с окончательным раскислением металла с помощью железокремний- и/или алюминийсодержащих добавок, при этом дополнительное рафинирование металла осуществляют вне печей.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что разлитую в ковш или ковши сталь обрабатывают вакуумом или вакуумируют сталь в струе, или продувают сталь в ковшах инертными газами, или восстановительными газами, или газопорошковыми смесями и/или обрабатывают сталь синтетическими шлаками, или материалами в твердом или жидком виде, причем расплав стали заливают из ковша или ковшей в промежуточный ковш и/или ковши, а из него или них одним или несколькими ручьями направляют в кристаллизатор, при этом нижнюю часть или дно кристаллизатора образуют затравкой с вырезом или вырезами, поперечное сечение которой равно сечению отливаемых заготовок, причем вытягивание заготовки из зоны первичного охлаждения или кристаллизатора осуществляют непрерывно со скоростью 0,5-8 м/мин, а затем вытягиваемую заготовку подают в зону вторичного охлаждения, где хладагент направляют непосредственно на поверхность заготовок и при этом заготовки поддерживают роликами и/или брусьями и далее вытягивают сформировавшиеся заготовки с последующей резкой на мерные и/или требуемые длины, причем режущее устройство в период отрезания заготовок на мерные и/или требуемые длины перемещают синхронно движению заготовки с последующим возвратом в исходное положение, после этого отрезанные мерные и/или требуемые части заготовок направляют в кантователи, из которых их отправляют на последующую обработку и/или переработку и/или на склад готовой продукции.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкий металл из конвертора или сталеплавильной печи подают через установленный в камере распыления и нагретый до 800-900^oC металлоприемник в зону распыления в виде дозированной струи, одновременно с расплавленным металлом через форсуночный узел в зону распыления подают в виде струи воду и/или газ с высоким скоростным напором, при этом на истекающую струю металла направляют кольцевой поток энергоносителя, создаваемый соплами, охватывающими струю металла, а в месте схождений струй создают фокус распыления, в котором производят разрушение струи металла путем отрыва от нее отдельных капель, далее диспергированный металл из зоны распыления осаждают в нижнюю часть камеры, заполненной до определенного уровня хладагентом, после чего осуществляют сушку образовавшегося порошка в муфельной печи, или в вакуумном сушиле, или во вращающемся сушиле в среде азота, затем высушенные спеки измельчают и измельченный порошок отсеивают с разделением на фракции, при этом крупную фракцию отправляют на переплав, а годную продукцию от различных плавок смешивают в требуемом составе и консистенции в смесителе и затаривают для отправки, причем для получения порошковых металлосмесей в качестве сырья используют растворимые соединения металлов, которые в дальнейшем подвергают электролизной обработке.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения слитков и/или заготовок, в качестве шихтовых материалов используют порошковые лигатуры, и/или некомпактные материалы, и/или расходуемые электроды, и/или отходы металлов, в частности цветных, которые в дальнейшем подвергают электрошлаковой обработке и рафинируют.

19. Способ по п.12, отличающийся тем, что слитки перед прокаткой в блюмы и/или слябы по крайней мере предварительно нагревают в нагревательных колодцах 1100-1300^oC, при этом слитки подают к приемному участку по крайней мере слитковозами, причем слитки на приемном участке предварительно взвешивают и по крайней мере разворачивают на угол 180^o, после этого слитки по крайней мере одновременно направляют в валки клети и/или клетей, причем слитки прокатывают в системе горизонтальных и/или вертикальных валков, при этом каждый из горизонтальных валков имеет по крайней мере индивидуальный привод от двигателей, с гибкой регулировкой частоты его вращения, а вертикальные валки имеют по крайней мере привод от одного двигателя через систему передаточных механизмов, затем после прокатки полученные блюмы и/или слябы направляют на участки зачистки поверхностей, затем на участки удаления прибыльных и донных частей и резки на мерные длины, а после этого мерные части полученных блюмов и/или слябов подают на участки уборки, где их взвешивают, клеймят, штабелируют, охлаждают, отделывают и/или по крайней мере дополнительно подогревают перед последующей обработкой и/или переработкой, а отходы производства в виде окалины, обрези, недокатов утилизируют и/или перерабатывают.

20. Способ по любому из пп.12 и 19, отличающийся тем, что перед изготовлением толстолистового проката слябы и/или слитки нагревают в методических печах, или печах с перемещающимся подом, или нагревательных колодцах, а после нагрева их подают преимущественно по рольгангам по крайней мере к реверсивной клети с вертикальными валками, при этом боковые поверхности слябов и/или слитков обрабатывают в клети за несколько проходов, кроме этого, последующую прокатку осуществляют в реверсивной горизонтальной клети по крайней мере кварто, с возможностью разворота слябов на 90^o для увеличения ширины, затем уширенные листы по крайней мере вновь поворачивают на 90^o, преимущественно на рольганге с коническими роликами и далее прокатывают до необходимой толщины листа, при этом боковые кромки листа периодически обжимают в клети и/или клетях с вертикальными валками, а окончательную прокатку выполняют по крайней мере в чистовой клети и/или клетях кварто, причем печную и воздушную окалины с поверхностей прокатываемых листов удаляют направленной под углом к поверхности листов струей и/или струями воды с повышенным скоростным напором, причем воду подают по крайней мере периодически, после этого полученные листы по крайней мере укладывают в пакеты и транспортируют передаточными тележками-шлепперами на участки охлаждения, резки, правки, термической обработки, в том числе и без дополнительного нагрева, при этом поверхности листов преимущественно зачищают, размечают, клеймят, маркируют, взвешивают, сортируют по заказам, сдают на склад и/или отгружают железнодорожным транспортом за пределы предприятия.

21. Способ по любому из пп.12 и 19, отличающийся тем, что перед получением тонколистового проката, слябы нагревают по крайней мере в методических печах с шагающими балками, затем их подают преимущественно по рольгангам к группе универсальных черновых клетей по крайней мере кварто, при этом перед этой группой универсальных клетей устанавливают по крайней мере одну и/или две клети с вертикальными и горизонтальными валками, где со слябов удаляют окалину, причем удаление окалины осуществляют по крайней мере гидросбивом под давлением 14-16 МПа, а после прокатки в черновой группе клетей получаемые раскаты передают по промежуточным рольгангам к чистовой группе клетей, перед которыми окалину разрушают по крайней мере роликовыми окалиноломателями и удаляют с поверхностей раскатов преимущественно гидросбивом, а после выхода полученных листов из последней чистовой клети их охлаждают до 500-650^oC по крайней мере на рольгангах, сматывают в рулоны на участках намотки, при этом снятые с моталок рулоны направляют по крайней мере на дальнейшую прокатку в холодном состоянии или передают на участок отделки для последующей обработки листов, при этом перед прокаткой в холодном состоянии рулоны с листами направляют в травильное отделение, где окалину с поверхностей разматываемых листов удаляют в растворе, и/или растворах кислоты, и/или смеси кислот, или щелочей, а после травления лист и/или листы промывают и сушат, наматывают в рулоны, или направляют для прокатки на реверсивный одноклетевой стан, или на непрерывный многоклетевой стан с клетями кварто, и/или двенадцати, и/или двадцативалковыми клетями, после прокатки лист и/или листы направляют на участок отделки поверхностей полученных листов, затем на участок термической обработки листа и/или листов в нагревательных агрегатах непрерывного или периодического действия, после чего полученные лист и/или листы дрессируют, режут в продольном и/или поперечном направлении, сортируют, упаковывают, причем помимо этого по крайней мере на поверхность и/или поверхности, и/или боковые кромки листа, и/или листов наносят металлические и/или неметаллические защитные покрытия.

22. Способ по п.12, отличающийся тем, что блюмы и/или заготовки перед прокаткой в рельсы, и/или балки, и/или швеллеры, и/или шпунты, и/или тавры, и/или двутавры, и/или фасонные профиля нагревают до 1180-1280^oC, при этом прокатку заканчивают при 850-900^oC, причем рельсы по крайней мере предварительно загибают на подошву профиля.

23. Способ по п.12, отличающийся тем, что металлические трубы изготавливают путем прокатывания слитков и/или заготовок в горячем и/или холодном состоянии, путем сварки и/или пайки листовых заготовок, также металлические трубы прессуют и/или протягивают путем волочения.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что катаные и/или прессованные заготовки подают в волочильный стан и/или станы, причем перед подачей их предварительно термообрабатывают, затем по крайней мере поверхность заготовок очищают от окалины, и кроме этого, подготавливают поверхность заготовок для закрепления и удержания наносимых смазочных материалов и/или покрытий, формуют головку трубы и после этого заготовки направляют по определенному маршруту в волочильном стане и/или станах, при этом заготовки по крайней мере при или после обжатия подвергают термической обработке, а затем правят, шлифуют, полируют и/или на поверхность и/или поверхности полученных изделий наносят металлические и/или неметаллические защитные покрытия.

25. Способ по п.12, отличающийся тем, что осуществляют прокатку заготовок в проволочных станах, при этом перед прокаткой заготовки предварительно нагревают, причем после выдачи заготовок из нагревательных агрегатов по крайней мере передние концы заготовок приваривают стыковочной машиной к задним концам прокатываемых заготовок, при этом температуру металла заготовок перед первой клетью стана по крайней мере выравнивают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано при получении чугуна, стали, заготовок и изделий из них с использованием доменного, сталеплавильного и прокатного производств на металлургическом предприятии.

Известен способ получения чугуна, стали, заготовок и изделий из них с использованием доменного, сталеплавильного и прокатного производств на металлургическом предприятии, включающий доставку и приготовление компонентов аглошихты, в качестве которых используют железорудный концентрат, руды, флюсы, отходы металлургического производства, топливо, горячий и холодный возврат, добавки, в частности минеральные, на участок разгрузки и складирования, физико-химический, метрический и весовой анализ, а также усреднение шихтовых материалов на рудном дворе, их погрузку в бункера аглофабрики, получение офлюсованного агломерата, загрузку в бункера доменного цеха офлюсованного агломерата, окатышей и металлодобавок, разгрузку кокса на коксовых эстакадах и его подачу в бункера доменного цеха при попутном анализе влажности кокса и его фракционного состава, загрузку шихтовых материалов из бункеров в доменные печи путем набора шихтовых материалов, восстановление и проплавление шихтовых материалов путем вдувания в горны доменных печей атмосферного и/или комбинированного дутья, выпуск чугуна и шлака, газоочистку, удаление отходов, передачу шлака на последующую переработку, а также, при необходимости, ремонтно-восстановительные и подготовительные работы и/или перевод доменных печей на выплавку другого вида чугуна, далее последующую подачу чугуна на переработку в стали и/или ферросплавы в сталеплавильные цеха, содержащие конверторы, мартеновские или электрические печи, подачу в эти печи рудных и/или металлодобавок и скрапа с предварительным физико-химическим, метрическим и весовым анализом шихтовых материалов, подачу в конверторы или мартеновские печи топливных материалов, завалку и прогрев шихтовых материалов в конверторах или мартеновских печах или электрических печах, плавление загруженных материалов посредством продувки в конверторах или мартеновских печах или посредством нагрева током в электропечах, выпуск продуктов плавки, разливку продуктов плавки в слитки, удаление отходов, а также, при необходимости, ремонтно-восстановительные и подготовительные работы, далее последующую подачу полученных слитков на переработку в прокатные цеха для изготовления из сталей заготовок, листового и сортового проката, труб, арматуры и специальных видов проката путем нагрева или подогрева слитков и/или заготовок перед прокаткой, горячей и/или холодной прокатки, резки, правки, термообработки, удаления поверхностных дефектов, и/или травления, и/или нанесения покрытий, сортировки, маркировки, упаковки, транспортировки, отгрузки с проведением, при необходимости, ремонтно-восстановительных и подготовительных работ на прокатном оборудовании, (см., например, В.Т. Жадан, П. И. Полухин, А.Ф. Нестеров, А.В. Вишкарев, Б.Ш. Гринберг, Металловедение и технология металлов, М.: Металлургия, 1994, с. 14-346).

Одной из важных общих проблем при проведении всех упомянутых технологических процессов является проблема максимально возможного снижения содержания серы в чугуне и стали. Сера в большинстве случаев является вредным для чугуна и стали элементом. Присутствие серы в стали вызывает низкую прочность при нагреве (красноломкость и горячеломкость), а учитывая, что вся дальнейшая обработка стальных слитков включает в себя на первой стадии горячую обработку, такой дефект крайне нежелателен. В литейном чугуне избыток серы приводит к увеличению вязкости, что для технологии литья является недостатком, снижению прочности отливок. В зависимости от дальнейшего использования содержание серы в чугуне обычно не должно превышать 0,003...0,005%

Содержание серы в чугуне, как правило, наследуется в стали, и хотя десульфурация расплава может проводиться и при выплавке стали (но, например, в мартеновской печи можно удалить не более 50% серы) и с применением технологий внепечной десульфурации, однако наиболее целесообразно основные мероприятия по удалению серы проводить на стадии доменного передела, поскольку 70 - 90% серы вносится в основном коксом именно в доменную печь. Находится сера и в рудных материалах в виде сульфидов железа и сульфатов, а следовательно, и в агломерате, непосредственно входящем в доменную шихту. При подготовке руд к плавке происходит перестройка соединений, содержащих серу, однако общее содержание остаточной серы в агломерате при этом существенно не снижается.

Увеличение содержания серы в стали существенно изменяет вязкость стали и ее анизотропию в направлениях вдоль и поперек прокатки. Уменьшается ударная вязкость. При определенных концентрациях сры появляется склонность к хрупкому разрушению. Снижает сера и жаропрочные свойства стали, т.е. пределы ползучести и длительной прочности.

Применение легкоплавких десульфураторов (оксиды магния, кальция, натрия) имеет свои преимущества, но требует применения дополнительных мер для предупреждения преждевременного испарения десульфуратора, что удорожает процесс. Кроме того, желательна дальнейшая интенсификация процессов десульфурации.

Задачей изобретения является повышение технологичности доменного и других металлургических переделов и повышение качества чугуна, выплавляемых сталей и сплавов, а также изделий из них за счет повышения интенсивности и глубины десульфурации на стадии доменного передела путем оптимального использования свойств редкоземельных металлов и стронция при повышении прочности и восстановимости агломерата и снижении расхода топлива.

Задача решается за счет того, что в способе получения чугуна, стали, заготовок и изделий из них с использованием доменного, сталеплавильного и прокатного производств на металлургическом предприятии, включающем доставку и размещение компонентов аглошихты, в качестве которых используют железорудный концентрат, руды, флюсы, отходы металлургического производства, топливо, горячий и холодный возврат, добавки, в частности минеральные, на участок разгрузки и складирования, физико-химический, метрический и весовой анализ, а также усреднение шихтовых материалов на рудном дворе, из погрузку в бункера аглофабрики, получение офлюсованного агломерата, загрузку в бункера доменного цеха офлюсованного агломерата, окатышей и металлодобавок, разгрузку кокса на коксовых эстакадах и его подачу в бункера доменного цеха при попутном анализе влажности кокса и его фракционного состава, загрузку шихтовых материалов из бункеров в доменные печи путем набора шихтовых материалов, восстановление и проплавление шихтовых материалов путем вдувания в горны доменных печей атмосферного и/или комбинированного дутья, выпуск чугуна и шлака, газоочистку, удаление отходов, передачу шлака на последующую переработку, а также, при необходимости, ремонтно-восстановительные и подготовительные работы и/или перевод доменных печей на выплавку другого вида чугуна, далее последующую подачу чугуна на переработку в стали и/или ферросплавы в сталеплавильные цеха, содержащие конверторы, мартеновские или электрические печи, подачу в эти печи рудных и/или металлодобавок и скрапа с предварительным физико-химическим, метрическим и весовым анализом шихтовых материалов, подачу в конверторы или мартеновские печи топливных материалов, завалку и прогрев шихтовых материалов в конверторах или мартеновских печах, плавление загруженных материалов посредством продувки в конверторах или мартеновских печах или посредством нагрева током в электропечах, выпуск продуктов плавки, разливку продуктов плавки в слитки, удаление отходов, а также, при необходимости, ремонтно-восстановительные и подготовительные работы, далее последующую подачу полученных слитков на переработку в прокатные цеха для изготовления из сталей заготовок, листового и сортового проката, труб, арматуры и специальных видов проката путем нагрева или подогрева слитков и/или заготовок перед прокаткой, горячей и/или холодной прокатки, резки, правки, термообработки, удаления поверхностных дефектов, и/или травления, и/или нанесения покрытий, сортировки, маркировки, упаковки, транспортировки, отгрузки с проведением, при необходимости, ремонтно-восстановительных и подготовительных работ на прокатном оборудовании, при выплавке чугуна используют редкоземельные металлы и стронций, которые вводят в шихтовые материалы по крайней мере частично, одновременно с введением офлюсованного агломерата и/или в его составе в количестве 0,001...0,7 мас.% редкоземельных металлов и 0,01...1,0 мас.% стронция, а также указанные добавки по крайней мере частично вводят в шихтовые материалы при загрузке в доменную печь твердого топлива, в том числе кокса, и/или в его составе, в количествах, составляющих от 10 до 30% стронция и от 75 до 90% редкоземельных металлов от их общей массы, вносимой в шихтовые материалы с офлюсованным агломератом. При этом редкоземельные металлы и стронций по крайней мере частично могут вводить в состав шихтовых материалов в виде металлосодержащих и окислосодержащих композиций.

При этом доставляемые компоненты аглошихты, преимущественно аглоруду и железорудные концентраты подают на вагоноопрокидыватель и разгружают в рудную траншею, причем в случае отрицательных температур доставляемые компоненты аглошихты перед разгрузкой предварительно разогревают, а рабочую поверхность транспортных средств перед погрузкой в них железорудного концентрата обрабатывают титансодержащими препаратами, при этом доставляемые флюсы, в том числе известь собственного производства, подают в рудную траншею и кантуют на концентрат или аглоруду, в соотношении не менее 1:20, а флюсы подают системой конвейеров в приемный бункер аглофабрики, кроме того, смесь флюсов подвергают дроблению и последующему грохочению для обеспечения содержания фракции, меньшей 3 мм, не менее 93% на весь объем поступающих в аглошихту флюсов, при этом в аглошихту дополнительно вводят металлоотсев производств феррованадия и порошкового, преимущественно производства железистых порошков, легированных хромом и никелем, и/или шламы феррованадиевого и порошкового производств, причем количество металлоотсева и шлама феррованадиевого и порошкового производств составляет 50 - 60 кг/т агломерата; а на стадии подготовки шламов к подаче в аглошихту их могут обрабатывать раствором на основе известняков, преимущественно из отходов производства извести, после чего подают в приемные бункера шихтового отделения аглофабрики, причем микропримесный состав агломерата регулируют путем добавления в аглошихту известняка Барсуковского месторождения и/или доломитов Данковского, Щелковского и Ливненского месторождения и/или известь Обидимского производства в количестве 40 - 100 кг/т агломерата и путем добавления коксовой мелочи одного и/или нескольких коксохимических производств.

При этом твердое топливо, преимущественно коксовую мелочь, антрацитовый штыб и/или отсев кокса крупностью фракции менее 25 - 30 мм, перед подачей в аглошихту дробят до получения фракции, меньшей 3 мм, для обеспечения содержания мелкой фракции не менее чем 95% от общей массы твердого топлива.

При этом возврат при приготовлении аглошихты подают в две стадии, на первой стадии приготовления аглошихты холодный вторичный возврат подают совместно с железорудным концентратом и рудой, которые усредняют при складировании на рудном дворе, при этом вторичный возврат выделяют путем повторного грохочения агломерата перед загрузкой в доменные печи, а на второй стадии в приготовленную аглошихту добавляют первичный возврат в горячем виде, при этом первичный возврат получают путем грохочения горячего агломерата после спекания аглошихты, причем количество вводимого в аглошихту возврата составляет 18 - 42 мас.%, а количество первичного возврата, вводимого в аглошихту, составляет 23 - 38 мас.%.

При этом дозировку компонентов аглошихты осуществляют двумя потоками, на первом потоке приемные бункера шихтового отделения аглофабрики заполняют равномерно путем загружения бункера не менее чем на 2/3 его емкости, при этом в случае отрицательных температур стенки бункеров подвергают предварительному прогреву, в том числе путем использования тепла отработанных теплоносителей, а на втором потоке выдаваемые из бункеров компоненты аглошихты дозируют путем изменения положений запирающего устройства бункеров и/или путем изменения скорости вращения и/или частоты колебаний питателей, кроме этого бункера от компонентов аглошихты опорожняют не более чем на 1/3 от их емкости, при этом при первоначальном смешивании к компонентам аглошихты подают горячий возврат фракции крупностью менее 10 - 12 мм, а смешивание компонентов осуществляют в вертикальной и/или горизонтальной плоскости, причем при смешивании аглошихту увлажняют, преимущественно орошением, до влажности 4 - 6%.

При этом шихтовые материалы могут доставлять на металлургическое предприятие преимущественно железнодорожным транспортом, разгружают с помощью вагоноопрокидывателей, затем с помощью перегрузочных кранов и/или штабелеукладчиков складируют, далее посредством перегрузочных кранов и/или заборщиков шихты и/или вагонами шихтовые материалы подают в подготовительное, а затем в спекательное отделение аглофабрики, туда же конвейерами и/или в вагонах подают мелкий кокс, агломерат ленточными конвейерами транспортируют к приемным бункерам эстакады доменного цеха, к другим бункерам той же эстакады конвейерами и/или вагонами подают крупный кокс, затем шихтовые материалы скиповым подъемником и/или конвейером подают на колошник доменной печи и с помощью загрузочного устройства - в печь, при этом в процессе транспортирования образующуюся мелочь агломерата и/или окатышей, и/или кокса, а также возврат спекательного отделения аглофабрики отделяют и направляют в подготовительное отделение аглофабрики и/или частично утилизируют на ТЭЦ, готовый чугун в ковшах чугуновозов транспортируют к миксерам сталеплавильных цехов и/или к разливочным машинам для получения товарного чугуна в чушках, а доменный шлак перерабатывают в агрегатах грануляции непосредственно у печей и/или транспортируют в шлаковозах для переработки и утилизации за пределами доменного цеха или предприятия, жидкий чугун подают к рабочим площадкам сталеплавильных цехов и заливают с помощью мостовых кранов в сталеплавильные печи, туда же транспортируют из шихтового отделения твердую металлическую часть шихты и нагружают в те же печи, полученную сталь через сталеразливочные ковши разливают в изложницы и/или подают к машинам непрерывной разливки, застывшие слитки в изложницах подают к отделению раздевания, где снимают изложницы, и на тележках направляют в обжимной прокатный цех для нагрева в нагревательных колодцах и прокатки на блюминге и/или слябинге в слябы и/или блюмы, далее катаные слябы и/или непрерывнолитые слябы нагревают и подают на дальнейшую прокатку к широкополосному стану для производства полос в рулонах и/или к толстолистовому стану для получения толстых листов мерной длины, прокатанные листы отгружают для использования и/или изготавливают из них спиральношовные или прямошовные трубы и/или сварные широкополочные балки, и/или передают в цех холодной прокатки для производства тонких листов и/или жести, и/или ленты с их термообработкой и/или поверхностным покрытием, а блюмы после огневой зачистки и порезки прокатывают в крупные сортовые и/или трубные заготовки, которые после нагрева в нагревательных печах подают к рельсобалочным и/или сортовым станам для получения рельсов, и/или балок, и/или строительных профилей, арматуры, в том числе рифленой, двутавровых балок, и/или уголков, и/или швеллеров, а также катанки и/или штрипсов, и/или бесшовных труб из трубных заготовок, кроме того, газы на выходе из доменной печи очищают от пыли и направляют потребителю, а уловленную пыль подают в подготовительное отделение аглофабрики для спекания, отходящие нагретые газы и/или воду, и/или иные отработанные теплоносители утилизируют в агрегатах по выработке тепла и/или электроэнергии, в том числе для внутреннего технологического и/или наружного потребления, в том числе на теплоэлектростанциях, проводят ремонтно-восстановительные работы упомянутых транспортных средств и/или коммуникаций, при этом используют автоматические средства управления технологическими процессами.

При этом перед завалкой шихтовых материалов в неостывшие или нагретые мартеновские печи из них полностью или частично удаляют остатки металла и шлака, а образовавшиеся и/или выявленные дефекты футеровки стенок, откосов, подин восстанавливают и/или заправляют измельченной и обожженной смесью огнеупорных материалов, например магнезита и/или доломита, и/или окалиной, и/или мартеновским шлаком, после этого предварительно разделенные и/или скомпонованные и/или сбрикетированные и/или расфасованные и/или усредненные твердые шихтовые материалы, по крайней мере скрап, рудные и/или металлосодержащие и/или металлические материалы, флюсы и/или чугун собирают на шихтовом дворе в мульды, а составы с мульдами подают по железнодорожным путям в шихтовый открылок, из которого по съездным путям передают в печные пролеты на пути, проходящие перед мартеновскими печами, для завалки их на поды ванн мартеновских печей, при этом шихтовые материалы периодически и/или непрерывно прогревают вдуванием в печи газотопливной и/или окислительной смесей и/или путем переноса продуктов сгорания из вторых ванн печей, причем реверсирование подачи газотопливной смеси и/или дутья и/или окислителя осуществляют по крайней мере в зависимости от разности температур низа и верха насадок регенераторов, после чего на прогретые и/или разогретые и/или размягченные шихтовые материалы в печах заливают жидкий чугун, который подают в мартеновский цех из миксерного отделения и/или участка перелива и/или доменного цеха в чугуновозах ковшевого и/или миксерного типа, при этом для заливки чугуна в мартеновские печи чугуновозы снимают с железнодорожных и/или рельсовых тележек мостиковыми кранами печного пролета и заливают в печи, предпочтительно, посредством желобов, установленных на пороги рабочих окон мартеновских печей, а образующийся шлак скачивают в шлаковозы для последующей переработки, затем расплавленный металл по крайней мере в одной из ванн печей продувают дутьем и/или нагретым дутьем, и/или комбинированным дутьем, и/или обогащенным окислителем дутьем, рафинируют, отбирают пробы, доводят до получения требуемого качества и выпускают в предварительно подготовленные и установленные на постановочные пути и/или стенды разливочных пролетов мартеновского цеха один или несколько ковшей, оснащенных просушенными стопорами, и далее сталь из ковшей разливают в изложницы, установленные на передвижных платформах, и/или разливают в промежуточные ковши или ковши машин непрерывной разливки заготовок или изделий.

При этом перед подачей в конверторы отсортированный и разделанный скрап в отделении магнитных и сыпучих материалов набирают и/или корректируют по массе в совки, а сыпучие рудные и/или флюсующие материалы и/или добавки разгружают в приемные бункера и подают в конверторное отделение преимущественно скраповозами и/или транспортерами, при этом жидкий чугун подают в конверторное отделение чугуновозами из миксерного отделения и/или доменного цеха и переливают в заливочные ковши на участках перелива, затем осуществляют завалку скрапа и сыпучих шихтовых материалов в конверторы, заливают чугун, продувают металл в конверторах окислителем и/или комбинированным дутьем и/или топливной и/или флюсовой смесью и/или нейтральными газами и/или защитными реагентами, причем металл в конверторах продувают сверху и/или снизу, после проплавления и корректировки температуры металла готовую сталь требуемого качества и шлак выпускают из конверторов в один или несколько ковшей, которые транспортируют к участку разливки, где сталь из ковшей разливают в изложницы, установленные на платформах, и/или разливают в промежуточные ковши или ковши машины непрерывной разливки для получения заготовок или изделий.

При этом перед загрузкой шихтовых материалов в электрические печи из горячих печей удаляют полностью или частично остатки металла и шлака, а дефекты футеровки подин и/или откосов заправляют пневматически и/или вручную сухим, мелкозернистым, огнеупорным порошком, при этом в качестве связующего для огнеупорного порошка используют смолу и/или пек, и/или жидкое стекло, затем в печи загружают шихтовые материалы, в состав которых вводят скрап, чугун, флюсы, раскислители, металлодобавки и металлоотходы, металлизованные окатыши, губчатое железо, легирующие добавки, причем, по крайней мере скрап перед загрузкой в печи подогревают до 800 - 900^oC, а плотность укладывания шихтовых материалов обеспечивают использованием скрапа различных габаритов, после окончания загрузки шихтовых материалов в печи через своды опускают электрод или электроды и включают ток, причем длину дуг между электродами и шихтовыми материалами поддерживают постоянной путем перемещения электродов, в дальнейшем плавление шихтовых материалов в печах форсируют работой печного транспортера на полную мощность и/или поворотом печей на углы 40^o, и/или вдуванием комбинированного дутья, помимо этого при плавлении в печи присаживают флюсы и/или железорудные добавки, а после расплавления всех шихтовых материалов отбирают пробы металла и, не выключая тока, путем наклона печей скачивают в шлаковозы шлак, продувают металл в печах дутьем и/или окислителем, а после окончания продувки перед скачиванием шлака металл раскисляют в печи раскислителями и/или легируют добавками, после чего металл из печей выпускают в сталевозы и/или разливочные ковши с окончательным раскислением металла с помощью железокремний- и/или алюминийсодержащих добавок, при этом дополнительное рафинирование металла осуществляют вне печей.

При этом разлитую в ковш или ковши сталь обрабатывают вакуумом и/или вакуумируют сталь в струе и/или продувают сталь в ковшах инертными газами и/или восстановительными газами, и/или газопорошковыми смесями и/или обрабатывают сталь синтетическими шлаками и/или материалами в твердом и/или жидком виде, причем расплав стали заливают из ковша или ковшей в промежуточный ковш и/или ковши, а из него или них одним или несколькими ручьями направляют в кристаллизатор, при этом нижнюю часть или дно кристаллизатора образуют затравкой с вырезом или вырезами, поперечное сечение которой равно сечению отливаемых заготовок, причем вытягивание заготовки из зоны первичного охлаждения и/или кристаллизатора осуществляют непрерывно со скоростью 0,5 - 8 м/мин, а затем вытягиваемую заготовку подают в зону вторичного охлаждения, где хладагент направляют непосредственно на поверхность заготовок и при этом заготовки поддерживают роликами и/или брусьями и далее вытягивают сформировавшиеся заготовки с последующей резкой на мерные и/или требуемые длины, причем режущее устройство в период отрезания заготовок на мерные и/или требуемые длины перемещают синхронно движению заготовки с последующим возвратом в исходное положение, после этого отрезанные мерные и/или требуемые части заготовок направляют в кантователи, из которых их отправляют на последующую обработку и/или переработку и/или на склад готовой продукции.

При этом жидкий металл из конвертора или сталеплавильной печи подают через установленный в камере распыления и нагретый до 800 - 900^oC металлоприемник в зону распыления в виде дозированной струи, одновременно с расплавленным металлом через форсуночный узел в зону распыления подают в виде струи воду и/или газ с высоким скоростным напором, при этом на истекающую струю металла направляют кольцевой поток энергоносителя, создаваемый соплами, охватывающими струю металла, а в месте схождения струй создают фокус распыления, в котором производят разрушение струи металла путем отрыва от нее отдельных капель, далее диспергированный металл из зоны распыления осаждают в нижнюю часть камеры, заполненной до определенного уровня хладагентом, после чего осуществляют сушку образовавшегося порошка в муфельной печи или в вакуумном сушиле или во вращающемся сушиле в среде азота, затем высушенные спеки измельчают и измельченный порошок отсеивают с разделением на фракции, при этом крупную фракцию отправляют на переплав, а годную продукцию от различных плавок смешивают в требуемом составе и консистенции в смесителе и затаривают для отправки, причем для получения порошковых металлосмесей в качестве сырья используют растворимые соединения металлов, которые в дальнейшем подвергают электролизной обработке.

При этом для получения слитков и/или заготовок в качестве шихтовых материалов используют порошковые лигатуры и/или некомпактные материалы, и/или расходуемые электроды, и/или отходы металлов, в частности цветных, которые в дальнейшем подвергают электрошлаковой обработке и рафинируют.

При этом слитки перед прокаткой в блюмы и/или слябы по крайней мере предварительно нагревают в нагревательных колодцах до температуры 1100 - 1300^oC, при этом слитки подают к приемному участку по крайней мере слитковозами, причем слитки на приемном участке предварительно взвешивают и по крайней мере разворачивают на угол 180^o, после этого слитки по крайней мере одновременно направляют в валки клети и/или клетей, причем слитки прокатывают в системе горизонтальных и/или вертикальных валков, при этом каждый из горизонтальных валков имеет по крайней мере индивидуальный привод от двигателей, с гибкой регулировкой частоты его вращения, а вертикальные валки имеют по крайней мере привод от одного двигателя через систему передаточных механизмов, затем после прокатки полученные блюмы и/или слябы направляют на участки зачистки поверхностей, затем на участки удаления прибыльных и донных частей и резки на мерные длины, а после этого мерные части полученных блюмов и/или слябов подают на участки уборки, где их взвешивают, клеймят, штабелируют, охлаждают, отделывают и/или по крайней мере дополнительно подогревают перед последующей обработкой и/или переработкой, а отходы производства в виде окалины, обрези, недокатов утилизируют и/или перерабатывают, а перед изготовлением толстолистового проката слябы и/или слитки нагревают в методических печах и/или печах с перемещающимся подом и/или нагревательных колодцах, а после нагрева их подают преимущественно по рольгангам по крайней мере к реверсивной клети с вертикальными валками, при этом боковые поверхности слябов и/или слитков обрабатывают в клети за несколько проходов, кроме этого последующую прокатку осуществляют в реверсивной горизонтальной клети, по крайней мере кварто, с возможностью разворота слябов на 90^o для увеличения ширины, затем уширенные листы по крайней мере вновь поворачивают на 90^o, преимущественно на рольганге с коническими роликами и далее прокатывают до необходимой толщины листа, при этом боковые кромки листа периодически обжимают в клети и/или клетях с вертикальными валками, а окончательную прокатку выполняют по крайней мере в чистовой клети и/или клетях кварто, причем печную и воздушную окалины с поверхностей прокатываемых листов удаляют направленной под углом к поверхности листов струей и/или струями воды с повышенным скоростным напором, причем воду подают по крайней мере периодически, после этого полученные листы по крайней мере укладывают в пакеты и транспортируют передаточными тележками-шлепперами на участки охлаждения, резки, правки, термической обработки, в том числе и без дополнительного нагрева, при этом поверхности листов преимущественно зачищают, размельчают, клеймят, маркируют, взвешивают, сортируют по заказам, сдают на склад и/или отгружают железнодорожным транспортом за пределы предприятия, а перед получением тонколистового проката, слябы нагревают по крайней мере в методических печах с шагающими балками, затем их подают преимущественно по рольгангам к группе универсальных черновых клетей, по крайней мере кварто, при этом перед этой группой универсальных клетей устанавливают по крайней мере одну и/или две клети с вертикальными и горизонтальными валками, где со слябов удаляют окалину, причем удаления окалины осуществляют по крайней мере гидросбивом под давлением 14 - 16 МПа, а после прокатки в черновой группе клетей получаемые раскаты передают по промежуточным рольгангам к чистовой группе клетей, перед которыми окалину разрушают по крайней мере роликовыми окалиноломателями и удаляют с поверхностей раскатов преимущественно гидросбивом, а после выхода полученных листов из последней чистовой клети их охлаждают до 500 - 650^oC по крайней мере на рольгангах, сматывают в рулоны на участках намотки, при этом снятые с моталок рулоны направляют по крайней мере на дальнейшую прокатку в холодном состоянии или передают на участок отделки для последующей обработки листов, при этом перед прокаткой в холодном состоянии рулоны с листами направляют в травильное отделение, где окалину с поверхностей разматываемых листов удаляют в растворе и/или растворах кислоты и/или смеси кислот, и/или щелочек, а после травления лист и/или листы промывают и сушат, наматывают в рулоны и/или направляют для прокатки на реверсивный одноклетевой стан и/или на непрерывный многоклетевой стан с клетями кварто и/или двенадцати и/или двадцативалковыми клетями, после прокатки лист и/или листы направляют на участок отделки поверхностей полученных листов, затем на участок термической обработки листа и/или листов в нагревательных агрегатах непрерывного или периодического действия, после чего полученные лист и/или листы дрессируют, режут в продольном и/или поперечном направлении, сортируют, упаковывают, причем помимо этого по крайней мере на поверхность и/или поверхности и/или боковые кромки листа и/или листов наносят металлические и/или неметаллические защитные покрытия.

При этом блюмы и/или заготовки перед прокаткой в рельсы и/или балки и/или швеллеры и/или шпунты и/или тавры и/или двутавры и/или фасонные профиля нагревают до температуры 1180 - 1280^oC, при этом прокатку заканчивают при температуре 850 - 900^oC, причем рельсы по крайней мере предварительно загибают на подошву профиля.

При этом металлические трубы изготовляют путем прокатывания слитков и/или заготовок в горячем и/или холодном состоянии, путем сварки и/или пайки листовых заготовок, также металлические трубы прессуют и/или протягивают путем волочения, а перед подачей катанных и/или прессованных заготовок в волочильный стан и/или станы их предварительно термообрабатывают, затем по крайней мере поверхность заготовок очищают от окалины и кроме этого подготавливают поверхность заготовок для закрепления и удержания наносимых смазочных материалов и/или покрытий, формуют головку трубы и после этого заготовки направляют по определенному маршруту в волочильном стане и/или станах, при этом заготовки по крайней мере при и/или после обжатия подвергают термической обработке, а затем правят, шлифуют, полируют и/или на поверхность и/или поверхности полученных изделий наносят металлические и/или неметаллические защитные покрытия.

При этом заготовки перед прокаткой катаных изделий в проволочных станах предварительно нагревают, причем после выдачи заготовок из нагревательных агрегатов по крайней мере передние концы заготовок приваривают стыковочной машиной к задним концам прокатываемых заготовок, при этом температуру металла заготовок перед первой клетью стана по крайней мере выравнивают.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в повышении интенсивности и глубины десульфурации на стадии доменного передела путем оптимального использования свойств редкоземельных металлов и стронция при повышении прочности и восстановимости агломерата и снижении расхода топлива, что положительно сказывается на качестве чугуна, а также выплавляемых сталей и сплавов и технологичности всех металлургических переделов.

Способ осуществляется следующим образом.

Технологические процессы, реализующие описываемый способ, начинаются с доставки и размещения шихтовых материалов на участке разгрузки и складирования. Шихтовые материалы содержат железосодержащую часть шихты (концентрат, руду, колошниковую пыль, горячий и холодный возврат, отходы металлургического производства), флюсы, в основном, известняк, добавки, топливо, в основном, уголь. Железорудные материалы поступают по железной дороге, флюсы - из карьеров также по железной дороге или, в случае близкого расположения карьера - посредством транспортера, уголь поступает в цех углеподготовки, а затем подается в коксохимический цех. Прибывающие в вагонах сырые материалы, кроме кокса, разгружаются в приемные бункера вагоноопрокидывателем. С помощью перегрузочных кранов или штабелеукладчиков формируют штабеля на складе материалов. При этом производят физико-химический, метрический и весовой анализ шихтовых материалов.

Из приемных бункеров шихтовые материалы выдаются питателями на конвейер, а затем, при необходимости, в дробильно-сортировочное отделение. Конвейерами из дробильно-сортировочного отделения или непосредственно от вагоноопрокидывателя материалы подают на укладчики шихты. При перемещении укладчика шихтовой материал, ссыпающийся с консольных конвейеров, образует штабеля с послойной укладкой. Материалы из штабелей забираются усреднительной машиной при помощи бороны, совершающей возвратно-поступательное движение поперек штабеля с одновременным перемещением усреднителя на штабель. В нижней части усреднителя ссыпающийся материал попадает на скребковый конвейер, а с него - на лопастной питатель.

Далее по меньшей мере часть компонентов шихтовых материалов (концентрат, руда, колошниковая пыль, возврат, коксик и известняк) после их дозировки и провешивания смешивают в смесителе, до получения однородной смеси, при условии равномерного распределения тепла горячего возврата по всей массе этой части шихты (аглошихты), которую предварительно увлажняют, окомковывают в окомкователе, окончательно увлажняют, после чего увлажненную и окомкованную аглошихту загружают на паллеты агломерационной машины. При этом предварительно грохочением из шихты выделяется крупная фракция, используемая в качестве подстилочного материала (постели). Далее разглаживают поверхности загруженной аглошихты и подводят шихту, уложенную на паллетах, под зажигательный горн, который зажигает находящийся в шихте коксик, и благодаря непрерывному просасыванию через шихту воздуха эксгаустером происходит ее спекание. Эксгаустер создает разрежение под рабочей ветвью машины в вакуум-камерах, что обеспечивает удаление в атмосферу через дымовую трубу или улавливатель газообразных продуктов сгорания. На участке газового коллектора между машиной и эксгаустером продукты сгорания очищаются в газоочистительном устройстве от пыли и просыпи шихты и агломерата, последние в дальнейшем утилизируются через возврат.

Особенностью технологического процесса агломерации является использование компонентов, содержащих редкоземельные металлы и стронций, в количествах 0,001. . . 0,7 мас. % и 0,005. ..1,0 мас.% соответственно. Эти компоненты (материалы) вводят в аглошихту, по крайней мере, частично, на стадии смешивания железорудного концентрата, руды и флюсующих добавок. Это позволяет понизить содержание серы в чугунах при дальнейшей их выплавке в доменной печи с использованием агломерата, полученного с описанными особенностями технологии.

Горячий спекшийся офлюсованный агломерат с температурой 500...1200^oC подвергают дроблению в дробилке и рассеву на грохоте. Мелкая фракция возвращается в бункера для аглошихты, а агломерат крупностью более 12 мм считается пригодным для дальнейшего использования в доменной плавке. Верхний предел крупности дробления составляет 150 мм.

Далее агломерат охлаждают в охладителе, устанавливаемом за грохотом горячего агломерата, либо частично охлаждают его на хвостовой части агломерационной машины посредством продува сверху вниз холодного воздуха через слой материала. Из охлажденного агломерата на грохоте выделяется возвратная мелочь, а готовый агломерат доставляют в доменный цех в специальных вагонах (агловозах, хопперах) или конвейерами.

При подготовке аглошихты в условиях отрицательных температур ее перед разгрузкой предварительно разогревают, рабочую поверхность транспортных средств перед погрузкой в них железорудного концентрата обрабатывают титаносодержащими препаратами для уменьшений налипания.

При доставке и разгрузке компонентов аглошихты флюсы, в том числе известь собственного производства, подают в рудную траншею и кантуют на концентрат или аглоруду, в соотношении не менее 1:20, при этом флюсы подвергают дроблению и последующему грохочению с тем, чтобы они содержали не менее 93% фракции, меньшей 3 мм, на весь объем поступающих в аглошихту флюсов. В качестве добавок в аглошихту используют металлоотсев производств феррованадия и порошкового, преимущественно, железистых порошков, легированных хромом и никелем, либо шламы этих производств, либо и то, и другое, при этом указанные добавки вводят в количестве 50 - 60 кг/т агломерата. Перед подачей в аглошихту шламы обрабатывают раствором на основе известняков (например, из отходов при произволстве извести). На конкретном металлургическом предприятии, для которого приводится описываемая технология, используют известняки Барсуковского месторождения, доломиты Данковского, Щелковского и Ливненского месторождений или известь Обидимского производства в количестве 40...100 кг/т агломерата. Таким путем регулируют мелкопримесный состав агломерата, одновременно добавляют коксовую мелочь собственного или стороннего коксохимических производств.

Дроблению подвергают также твердое топливо (коксовую мелочь, антрацитовый штыб и отсев кокса), получая при этом из фракций менее 25...30 мм фракцию менее 3 мм, которой в общей массе твердого топлива должно быть не менее 95%.

Некоторые особенности имеет подача возврата. При приготовлении аглошихты возврат подают в две стадии: сначала холодный вторичный возврат вместе с железорудным концентратом и рудой, усредненные на рудном дворе при складировании (этот вторичный возврат выделен при повторном грохочении агломерата перед загрузкой в доменные печи), на второй стадии добавляют первичный горячий возврат (его получают при грохочении горячего агломерата непосредственно после спекания), Общее количество возврата составляет 18...42 мас.% от массы аглошихты, а количество горячего возврата составляет 23...38 мас.% к общему количеству.

Дозировку компонентов аглошихты перед их смешиванием проводят, вначале загружая бункеры шихтового отделения аглофабрики равномерно и не менее, чем на 2/3 их емкости (при загрузке в условиях отрицательных температур стенки бункеров прогревают, например, с использованием тепла отработанных теплоносителей), а при выдаче из бункеров компонентов их дозируют путем изменения положений запирающих устройств бункеров, или скорости вращения, или частоты колебаний питателей (в зависимости от конструкции питателя). Каждое опорожнение бункера осуществляют не более, чем на 1/3 от их емкости.

Само смешивание компонентов аглошихты осуществляют в горизонтальной или вертикальной плоскости, подавая при этом горячий возврат фракции крупностью меньше 10...12 мм, а увлажнение шихты орошением ведут до влажности 4...6%.

При дальнейшем окомковании, преимущественно вращением в вертикальной плоскости, шихту дополнительно увлажняют до влажности 7...9%, при этом pH воды составляет 1...5 или 10...13.

Загрузку аглошихты на паллеты производят равномерно по ширине, слой аглошихты должен выступать над нижней кромкой отражательного листа на 15... 45 мм, а толщина слоя аглошихты поддерживается в пределах 200...240 мм.

При зажигании аглошихты используют газовую смесь, состоящую из колошникового и природного газов, взятых в соотношении 6:1, а отношение расходов воздуха и газовой смеси при этом поддерживают как 2,2:1.

Температура поверхности зажигания аглошихты составляет 1150...1250^oC.

Газовую смесь подают на зажигание с давлением 250...450 мм в.ст. Если давление падает ниже 50 мм в.ст., подачу газовой смеси к горелкам зажигательного горна прекращают.

Посредством регулирования скорости перемещения паллет можно регулировать вертикальную скорость спекания слоя аглошихты, процесс спекания завершают на уровне предпоследней вакуум-камеры. Паллеты при спекании перемещают со скоростью 1,0. ..7,5 м/мин. Температуру отходящих газов перед эксгаустерами при спекании поддерживают не менее 60^oC.

При остановке агломерационных машин для ремонта или при нарушениях технологии, вначале отсекают подачу газовой смеси, прикрывают задвижку эксгаустера, перекрывают шибера вакуум-камер, выключают питатели аглошихты и привод механизма перемещения паллет. Все подготовительные работы могут быть осуществлены до остановки агломерационных машин.

Ремонтно-восстановительные работы заключаются в изготовлении заменяемых металлоконструкций, в случае такой необходимости, а также других элементов оборудования, включая литые детали, оснастку, тару, строительно-монтажное оборудование, в разводке силовых и осветительных электролиний, и в ревизии кислородо- и газопроводов.

На стадии доменного передела шихтовые материалы поступают к бункерной эстакаде доменного цеха в вагонах и/или подаются конвейерами как непосредственно после их усреднения с рудного двора, так и с аглофабрики и с коксохимического производства. В последнем случае кокс передают коксовым передаточным вагоном в коксовые бункера, расположенные непосредственно у скиповой ямы. Рудные материалы, готовый концентрат, флюсы, из штабелей рудного двора передают грейфером в рудный перегрузочный вагон, перемещающийся к бункерной эстакаде, и разгружают в бункера.

Возможно также непрерывное распределение шихтовых материалов по рудным бункерам с помощью реверсивных конвейеров с разгрузочными тележками. Затворами бункеров служат грохота, которые отсевают мелочь, а крупную фракцию выдают на другой конвейер. Каждая доменная печь имеет два конвейера, расположенные симметрично относительно оси подъемника. Для направления материалов с конвейера в любую из двух вооронок-весов служит поворотный лоток. Из воронок-весов, имеющих емкость скипа, материалы выдают в скип.

В линии подачи кокса после загрузки коксовых бункеров из коксового перегрузочного вагона или конвейера с разгрузочной тележкой используют воронку-весы (ее емкость равна емкости скипа), куда из горловины бункера через грохот поступает крупный кокс. Затем, в соответствии с программой загрузки доменной печи кокс подают в скип.

На колошник доменной печи все шихтовые материалы подают скиповым подъемником или наклонным конвейером. На мосту скипового подъемника уложены два параллельных пути для перемещения двух скипов. В крайних положениях один скип находится в скиповой яме (под загрузкой) а второй - вверху, на разгрузочных кривых моста. Скипы перемещаются лебедкой. Из скипа при его движении по разгрузочным кривым материал выгружается в приемную воронку загрузочного устройства и попадает на малый конус вращающейся воронки распределителя шихты. Емкость воронки обычно соответствует емкости скипа. При опускании малого конуса шихта попадает в засыпной аппарат, который состоит из газового затвора, чаши и большого конуса. После набора подачи (обычно в объеме четырех скипов) опускают большой конус, и шихта загружается в доменную печь. Маневрирование конусами загрузочного устройства осуществляют лебедкой, посредством канатов связанной со штангами конусов через рычажные балансиры и тяги.

Горячий воздух и кислород вдувают в доменную печь через кольцевой воздухопровод, а природный газ и другие виды топлива - через фурменные приборы, расположенные по окружности печи. Доменный газ отводят через газопроводы к очистным устройствам.

Выплавленный чугун из доменной печи периодически выпускают через чугунную летку и по желобам направляют в ковши чугуновозов. Жидкий чугун в ковшах подают к разливочной машине для получения твердого чугуна в чушках, или в миксер. Разделение чугуна и шлака происходит в расширенной части главного желоба, откуда шлак (верхний слой) по желобу направляют на шлаковую сторону литейного двора, а чугун - по другому желобу направляют для заливки в чугуновозные ковши. Шлак может также поступать по разливочным желобам непосредственно к установкам припечной грануляции, либо разливаться в чаши шлаковоза, а затем подаваться к установкам для грануляции.

Особенностью способа на этом этапе технологии является то, что согласно изобретению при выплавке чугуна используют в том числе редкоземельные металлы и стронций.

На доменной печи объемом 2000 м³, К.И.П.О. составляет 0,544 м³. сут/т, были проведены опытные плавки. Шихтовые материалы состояли из железорудных материалов, в качестве которых использовали офлюсованный агломерат в количестве 96,8% и руду - 3,2%, твердого топлива, известняка и металлодобавок. Расход шихтовых материалов на тонну чугуна соответственно составлял: железорудных материалов - 1905 кг/т чугуна, кокса сухого (твердое топливо) - 549 кг/т, чугуна, известняка - 13 кг/т, чугуна, металлодобавок - 5 кг/т чугуна. Подавали дутье, параметры которого составляли: расход 1405 м³/т. чугуна, давление (избыточное) - 2,75 ат, температура 1139^oC, содержание кислорода - 25,9%, а также природный газ, расход которого составил 89 м³/т. чугуна.

Образующийся в ходе плавки доменный газ имел следующие параметры: температура 248^oC, давление (избыточное) - 1,48 ат, состав, %: CO₂ - 16,4; CO - 27,7; H₂ - 7,54.

Частично в состав офлюсованного агломерата и частично в состав твердого топлива ввели индий и стронций в количествах приведенных в таблице:

Получали чугун следующего состава: Si - 0,53%, Mn - 0,27%, S - 0,003%, P - 0,05%, C - 3,4% и шлак следующего состава: CaO - 40,3%, MgO - 8,1%; SiO₂ - 39,0%, Al₂O₃ - 9,4%, основность шлака - CaO/SiO₂ - 1,03. Приведенные конкретные примеры не исчерпывают все возможности, поскольку редкоземельные металлы и стронций могут быть введены в состав шихтовых материалов в виде окислосодержащих композиций.

При загрузке шихтовых материалов из бункеров в доменную печь их набирают раздельно для каждой подачи, причем однородные материалы из нескольких бункеров при загрузке вагон-весами выдают в каждую отдельную подачу из одного бункера, а при загрузке транспортером - одновременно из нескольких бункеров (на разные участки транспортера). Перед окончанием заполнения весовой воронки транспортер замедляют. При наборе кокса и агломерата в весовую воронку производят их грохочение с отсевом мелочи, некондиционных фракций. Изменяя высоту слоя и скорость движения материала по грохоту, можно регулировать качество агломерата. При этом грохота периодически очищают в режиме работы вхолостую.

В процессе шихтовых материалов в доменную печь их уровень и равномерность распределения по сечению печи регулируют поворотом воронки распределителя с шихтовыми материалами: при каждой последующей подаче воронку поворачивают на угол 30-90^o, чередуя направление поворота по часовой и против часовой стрелки при углах меньше и больше 180^o. Добавочные шихтовые материалы (металлодобавки) загружают в печь периодически и попеременно, чередуя подачу разных добавок, при этом добавки в виде окалины, в том числе промысленной, загружают порциями в 0,5 скипа через 2,5-3 часа, перемежая их подачей 2-х скипов кокса. В качестве добавок также вводят в высокотемпературную зону доменной печи отходы, содержащие органические соединения. Целесообразно вносить их в плавящихся при температуре не менее 1500^oC контейнерах. Можно также использовать в качестве дополнительного топлива пластмассы или пластиковые отходы в количестве не менее 45-100 кг/т чугуна.

В рудный гребень загруженных в доменную печь шихтовых материалов вносят отсев кокса фракцией до 5 мм, газовый уголь в количестве 40-70 кг/т чугуна, а также с металлодобавками вносят отсев феррованадиевого производства фракций 5-100 мм в количестве 20-30 кг/т чугуна и промасленную окалину в количестве до 100 кг/т чугуна. Путем использования кокса определенного качества (определенного производства) можно регулировать мелкопримесный состав чугуна.

Заполнение бункеров доменного цеха производят с равномерной загрузкой каждого бункера не менее, чем на 2/3 его емкости, при отрицательных температурах и высокой влажности шихтовых материалов бункера предварительно прогревают. При этом можно использовать отработанные теплоносители.

Выплавка чугуна производится с помощью горячего дутья, подаваемого под избыточным давлением.

Выпуск готового чугуна и образовавшегося шлака производят в предварительно подготовленные и поданные на постановочные железнодорожные пути чугуновозы и шлаковозы, после вскрытия летки и направления по наклонному каналу в ней и по стационарным или перемещающимся желобам со сливными носками жидкого чугуна или шлака соответственно в чугуновозы и в шлаковозы или на непосредственную припечную грануляцию шлака. После освобождения горна печи летку забивают огнеупорной массой, желоба очищают от остатков чугуна и шлака и готовят к следующим выпускам.

Чугуновозы направляют на следующий предел, в сталеплавильные цехи, либо путем кантования разливают находящийся в них чугун в чушки посредством направления его в приемные желоба и далее в трапециедальные мульды наклонного конвейера разливочных машин. Мульды предварительно обрабатывают известковым раствором и просушивают, те мульды, которые находятся в верхней части разливочного конвейера, охлаждают хладоагентом, полученные чушки чугуна весом 7-48 кг загружают в вагоны и отправляют на склад готовой продукции.

При переводе доменных печей с выплавки одной марки на другую поддерживают ровный ход печи, при этом загружают в печь от 5 до 10 холостых подач подряд, промывают печь специальными шихтовыми материалами, затем уменьшают рудную калошу на 15-20 мас.%, а расход кокса увеличивают на 20-30 мас.%, снижают постепенно перепад давления на 0,1-0,3 атм., по 0,5 атм в течение каждого часа. Основность шихтовых материалов поддерживают в пределах.

Весь перевод осуществляют в течение 10-12 часов, увеличивая рудную нагрузку в три этапа через каждые 3 часа на десятую часть; на первом этапе уменьшают расход кокса, на втором одновременно корректируют подачу рудной и коксовой частей, на третьем - доводят уровень рудной подачи до номинального (рабочего), при этом увеличивают общий перепад давления на 0,02 атм через каждые 2 часа, а основность шихтовых материалов увеличивают на каждом этапе на 0,03, поддерживая содержание кремния на 0,2-0,3 выше средних значений.

При переводе используют в качестве присадки дробленый и просушенный ферросилиций, который подают в струю жидкого чугуна на стадии его выпуска при наполнении чугуновоза от 1/4 до 2/3 его объема. Содержание кремния в результате введения присадки увеличивают на 0,4-0,8 мас,%.

Ремонтно-восстановительные работы производят после остановки доменных печей. За 15-20 минут перед остановкой печи прекращают подачу компонентов комбинированного дутья и обогащение дутья кислородом, затем сразу же после выпуска чугуна удаляют из печи все продукты плавки. После охлаждения печи полностью прекращают подачу дутья, анализируют состояние печи, затем удаляют полностью остатки непроплавленных шихтовых материалов, а далее, в зависимости от наличия обнаруженных повреждений, износа и т.п. осуществляют необходимые ремонтно-восстановительные работы.

Перед запуском печи осуществляют подготовительные работы. Вначале контролируют положение оси доменной печи, для чего от центра, образованного струнами, натянутыми по несколько диаметрам фланца опорного кольца колошника, опускают отвес. Далее производят сушку доменной печи, загрузку задувочных шихтовых материалов (при этом расход кокса в первом объеме задувочных материалов рассчитывают, исходя из получения в первом чугуне содержания кремния 4,0-5,0 мас.%), затем производят задувку печи, а после стабилизации ее работы - раздувку, с выпуском чугуна через каждые 1-3 часа. При этом поддерживают давление газа на колошнике на 10-20% ниже рабочего.

Утилизация побочных продуктов доменного производства предусматривает ряд дополнительных мероприятий. При получении кокса, которое заключается в том, что сырой каменный уголь или смесь углей коксующих марок разгружают в приемные бункера коксохимического производства, проводят физико-химические, весовые и метрические анализы, измельчают угольные шихтовые материалы до фракции менее 3 мм, устраняют и смешивают, а затем загружают ими коксовые печи, выравнивают и трамбуют поверхность засыпи, герметизируют печи, оставляя газоотводы открытыми, затем в футерованных огнеупорами камерах коксовых печей их содержимое нагревают, а после завершения коксования горячий коксовый пирог разгружают из предварительно открытых коксовых печей в тушильные вагоны, затем, после мокрого или сухого тушения кокс подают на наклонную рампу и/или эстакаду на сортировку или непосредственно в бункера доменного цеха и используют сжигание доменного и/или коксового газа и/или газотопливной смеси. Эти горючие материалы (газы) подают от газоочисток доменного производства и/или ТЭЦ и/или других производств по трубопроводам, таким образом утилизируя их. Грязный коксовый газ, выделяющийся при нагреве (коксовании) шихтовых материалов в коксовых печах, через газосборную и газоотводящую арматуру транспортируют для использования в химическом производстве после извлечения требуемых компонентов, или на ТЭЦ в качестве дополнительного топлива.

Утилизация в качестве топлива на тепловой электростанции доменного и/или коксового газов в смеси с природным газом и угольным топливом позволяет увеличить выработку тепловой энергии и передачу ее в региональную энергетическую систему. Электрическая или тепловая энергия, в том числе отработанная, а также теплоносители, в том числе отработанные, производств могут использоваться, после их передачи посредством электропроводной или теплопроводной или теплообменной аппаратуры в основные производства предприятия или на бытовые нужды или на сельскохозяйственные объекты, например, теплицы.

В доменных цехах производят чугуны предельных марок П1 и/или П2, и/или ПЛ1 и/или ПЛ2, и/или ПФ1 и/или ПФ2, и/или ПФ3, и/или высококачественных марок ПВК1 и/или ПВК2, и/или ПВК3, и/или литейные и литейно-синтетических марок Л1 и/или Л2, и/или Л3, и/или Л4, и/или Л5, и/или Л6, и/или ЛР1 и/или ЛР2, и/или ЛР3, и/или ЛР4, и/или ЛР5, и/или ЛР6, и/или ЛР7.

Полученный в доменном пределе чугун с пониженным содержанием серы поступает на переработку в стали или ферросплавы в сталеплавильные цеха металлургического предприятия, а именно: конверторные, мартеновские или электросталеплавильные.

Подачу чугуна в конверторный и мартеновский цеха производят или непосредственно из доменного цеха в передвижных миксерах, или из промежуточного миксерного отделения, где он выдерживается в подогреваемых стационарных миксерах, в ковшах самоходных чугуновозов. Сыпучие материалы в том числе ферросплавы, готовящиеся на специализированном участке, доставляют в шихтовое отделение железнодорожным транспортом, разгружают в приземные бункера с последующей выдачей вибрационными питателями. Передача материалов в расходные бункера производится наклонным конвейерным трактом и передвижными реверсивными конвейерами. При этом предварительно производят физико-химический, метрический и весовой анализ компонентов шихты. При загрузке конвертора используют весовые дозаторы. Система дозирования и загрузки обеспечивает подачу взвешенных порций различных шлакообразующих материалов по ходу плавки. Заливку чугуна в конвертор производят через промежуточный заливочный ковш с помощью заливочных кранов. Скрап подается скраповозами по эстакаде и перегружается в конвертор загрузочными машинами. Кислород подается в конвертор через фурмы.

В мартеновскую печь загружают жидкий чугун, металлический лом (скрап), флюсы, железную руду и легирующие добавки. Технология подачи жидкого чугуна в мартеновский цех аналогична технологии его подачи в конверторный цех. Холодную шихту (сыпучие материалы и металлический лом) из шихтовых отделений к мартеновским печам подают в мульдах вместимостью 3,3 м³, установленных на специальных тележках. Составы с магнитными и сыпучими материалами подают раздельно по эстакадам с торцов здания цеха. По пути следования тележки взвешивают.

Доля жидкого или твердого чугуна в шихте мартеновской печи составляет от 26 до 85%, в зависимости от состава остальных компонентов шихты. При большом содержании лома в шихте (скрап-процесс) используют твердый чугун (26-45%), в скрапорудном процессе используют жидкий чугун (45-80%). В рудном процессе металлическая часть шихты почти полностью состоит из жидкого чугуна (85% и выше).

В качестве топлива используют доменный или коксовый газ, а также природный газ. После завалки печи и прогрева шихты заливают жидкий чугун, далее идет процесс плавления и продувки шихты за счет тепла от излучения пламени сжигаемого топлива, свода и стен печи. Через несколько часов готовую сталь выпускают в разливочные ковши, а шлак - в шлаковые ковши, которые затем выводят на шлаковозах. Из разливочных ковшей жидкая сталь разливается в слитки по изложницам, установленным на составе тележек, которые потом охлаждают и раздевают.

Для производства высококачественной стали в электропечах используют стальной лом, легированные металлоотходы, металлизованные окатыши, губчатое железо, предельный чугун в виде твердых отходов, шлакообразующие, науглероживающие материалы, легирующие добавки и раскислители. Плавление шихты осуществляют за счет теплового воздействия электрической дуги, возникающей между электродами и/или в плавящейся шихте. Подача компонентов шихты и разливка готовой стали производится аналогично описанному ранее для конверторов и мартеновских печей (за исключением заливки жидкого чугуна).

Особенностью сталеплавильной технологии во всех типах цехов (печей) является использование передельного чугуна с пониженным содержанием серы, полученного на предыдущем передел. Это позволяет получать стали также с пониженным содержанием серы и, следовательно, с повышенными свойствами.

Последовательность операций в сталеплавильных цехах следующая.

Перед завалкой шихтовых материалов в мартеновские печи из них полностью или частично удаляют остатки металла и шлака, затем устраняют возникшие при эксплуатации дефекты футеровки стенок, откосов и подин печей, заправляя дефектные участки измельченной и обожженной смесью огнеупорных материалов (магнезит, доломит, окалина, мартеновский шлак). Печи прогревают, после чего заваливают компоненты шихты. Предварительно разделанные или скомпонованные, или сбрикетированные, или расфасованные, или усредненные твердые материалы (скрап, рудные или другие металлсодержащие или металлические материалы, флюсы, твердый чугун) собирают на шихтовом дворе в мульды, составы с мульдами подают в шихтовый открылок цеха, из которого по съездным путям передают в печные пролеты на пути перед печами. Затем шихту заваливают на поды печей, прогревают вдуванием газотопливной или окислительной смесей или используют для прогрева теплонесущие продукты из других ванн печей (этот последний процесс обратим в зависимости от разности температур в насадках регенераторов). Прогретые и размягченные шихтовые материалы заливают жидким чугуном. Продувку расплавленного материала в ваннах печей ведут дутьем, которое может быть нагретым, комбинированным или обогащенным окислителем. Выплавляемую сталь рафинируют, отбирают пробы, доводят до требуемого состава и выпускают в ковши, стоящие на постановочных путях или стендах разливочного пролета. С помощью стопоров сталь из ковшей разливают в изложницы или в промежуточные ковши или в ковши установки непрерывной разливки заготовок.

В конверторном цехе отсортированный и разделанный скрап в отделении магнитных и сыпучих материалов набирают в совки, сыпучи рудные и флюсующие материалы, а также добавки разгружают в приемные бункера и подают транспортерами в конверторное отделение. После завалки скрапа и сыпучих материалов в конвертор производят заливку поданного из миксерного отделения или из доменного цеха чугуна. Затем производят продувку конвертора кислородным или комбинированным дутьем, или топливной или флюсовой смесью, или нейтральными газами, или защитными реагентами. Продувка ведется сверху или снизу, или одновременно сверху и снизу. Готовую сталь после корректировки температуры выпускают из конвертора в ковши. В отдельные ковши сливают шлак. Ковши с металлом транспортируют к участку разливки, где разливают в описанном выше порядке.

В электропечах подготовку перед загрузкой ведут аналогичным образом, т. е. удаляя остатки металла и шлака и устраняя возникшие дефекты футеровки подин и откосов. При этом дефектные места заправляют пневматически или вручную сухим мелкозернистым огнеупорным порошком. В качестве связующего используют смолу или пек или жидкое стекло. После загрузки шихтовых материалов (желательно скрап подогреть до 800-900^oC перед загрузкой), которую осуществляют с чередованием скрапа различной крупности и предварительным образованием постели на поде печи, через свод печи опускают электроды и включают ток, далее электроды постепенно перемещают вниз, поддерживая постоянную длину электрической дуги. Процесс плавления может быть форсирован поворотом печей на углы 40^o или дополнительным комбинированным дутьем. При плавлении в печи присаживают флюсы и/или железорудные добавки. Затем отбирают пробы металла, скачивают путем наклона печей, при включенном токе, шлак в шлаковозы.

Предварительно, после продувки металл раскисляют в печи раскислителями или легируют добавками.

Предусматривается также внепечное дополнительное рафинирование металла, с окончательным раскислением железокремний- и/или алюминийсодержащими добавками. Разлитая сталь в ковшах или в струе вакуумируется или продувается в ковшах инертными газами или восстановительными газами или газопорошковыми смесями, или обрабатывают сталь синтетическими шлаками или материалами, твердыми или жидкими.

В случае использования разлитой стали для дальнейшей непрерывной разливки ее через промежуточные ковши направляют в кристаллизатор. Нижняя часть (или дно) кристаллизатора образована затравкой, поперечное сечение которой равно сечению отливаемых заготовок. Заготовку вытягивают из зоны первичного охлаждения или кристаллизатора непрерывно, со скоростью 0,5-8 м/мин. Затем заготовку подают в зону вторичного охлаждения, где охлаждают струей хладагента (вода), направленной непосредственно на поверхность заготовок. Заготовка при своем движении в процессе вытягивания поддерживается роликами или брусьями. Сформированные заготовки вытягивают, режут на требуемые длины на ходу, т.е. с синхронным перемещением вместе с заготовкой режущего устройства и последующим возвратом его в исходное положение. Затем отрезанные заготовки кантуют и отправляют на последующую обработку или на склад.

В процессе внепечной обработки жидкий металла из конвертора или печи подают через нагретый до 800-900^oC металлоприемник в зону распыления камеры распыления, в виде дозированной струи, туда же подают струю воды или газ с высоким скоростным напором. Кроме того, на металл воздействуют кольцевым потоком энергоносителя, создаваемым соплами, охватывающими струю металла. В месте схождения струй (фокус распыления) струя разрушается с отрывом от нее отдельных капель, диспергированный металл осаждается в нижней части камеры, которая до определенного уровня заполнена хладагентом. Образующийся при охлаждении порошок сушат в муфельной печи или в вакуумном сушиле, или во вращающемся сушиле в срезе азота. Высушенные спеки измельчают, разделяют на фракции, при этом крупная фракция идет на переплав, а годные фракции разных плавок смешивают до требуемого состава и консистенции в смесителе и затаривают для отправки. Для получения порошковых металлосмесей в качестве сырья используют растворимые соединения металлов, которые в дальнейшем подвергают электролизной обработке.

В качестве шихтовых материалов при электрошлаковой обработке могут быть использованы порошковые лигатуры, или расходуемые электроды, или некомпактные материалы, или отходы металлов, в частности, цветных. Их повергают электрошлаковому переплаву и рафинированию.

В сталеплавильных цехах выплавляют стали углеродистые и/или углеродистые качественные, и/или низколегированные, в том числе арматурные, и/или легированные, в том числе конструкционные, и/или подшипниковые, и/или пружинные, и/или высокопрочные, и/или коррозионностойкие, и/или жаропрочные, и/или жаростойкие, и/или инструментальные, в том числе быстрорежущие и/или штамповые, в том числе для холодного деформирования и/или для горячего деформирования, в том числе для прокатных валков.

Полученные сталеплавильные переделом стальные слитки или заготовки повышенного качества поступают на прокатный передел.

Особенностью технологического процесса на этом переделе является то, что для получения товарного или передельного проката широкого сортамента используют сталь с пониженным содержанием серы, в свою очередь полученную с использованием чугуна с пониженным содержанием серы.

Повышение качества стали, из которой изготовляют прокат, позволяет повысить свойства самого проката и его эксплуатационные характеристики. В этом заключается технический результат данного изобретения.

На этой стадии металлургического производства получают следующую продукцию.

На широкополосных станах горячей прокатки производят полосовой прокат и листы толщиной от 1-1,2 до 12-16 мм и шириной до 1850-2150 мм, на толстолистовых станах производят листы толщиной 4-380 и шириной 500-5000 мм, на рельсо-балочных станах производят рельсы массой 50-75 кг/м и/или балки высотой до 600 мм, на балочных станах производят широкополочные балки высотой до 1000-1100 мм и шириной полок 400-490 мм, на крупносортных станах производят двутавровые балки высотой 80-600 мм и/или швеллеры высотой 80-450 мм, и/или тавровую сталь высотой 100-400 мм, и/или угловые профили с шириной полки 90-250 мм, и/или рельсы массой 8-75 кг/м, и/или круг диаметром 50-250 мм, и/или полосовые профили шириной 75-200 мм, на среднесортных станах производят двутавровые балки высотой 80-300 мм и/или швеллеры высотой 40-300 мм, и/или тавровую сталь высотой 30-120 мм, и/или угловые профили с шириной полки 40-120 мм, и/или рельсы массой 6-24 кг/м, и/или круг диаметром 30-120 мм, и/или полосовые профили шириной 40-120 мм, на мелкосортных станах производят швеллеры высотой 30-65 мм и/или тавровую сталь высотой 20-60 мм, и/или угловые профили с шириной полки 20-60 мм, и/или круг диаметром 8-40 мм, в том числе арматуру и/или полосовые профили шириной 20-50 мм, на проволочных станах производят катанку диаметром 5-12,7 мм, на листовых станах холодной прокатки производят листы толщиной от 0,15 мм и шириной до 2000 мм и/или ленты толщиной от 0,0015 мм и шириной до 1000 мм, и/или жесть толщиной от 0,07 мм и шириной до 1300 мм, на профилегибочных станах производят гнутые профили с толщиной стенки 0,1-20 мм и периметром профиля 10-2000 мм, на станах для прокатки специальных изделий производят периодические профили и/или короткие тела вращения, и/или профили с винтовой поверхностью, в том числе арматуру, и/или зубчатые колеса, и/или кольца, и/или шары, и/или прецизионные фасонные профили, на трубопрокатных агрегатах производят горячекатанные бесшовные трубы диаметром от 16 до 1000 мм, в том числе на агрегатах с автоматстаном трубы диаметром: на малых - до 150 мм, на средних - до 250 мм, на больших - до 426 мм, на агрегатах с пилигримовым станом: на малых - диаметром до 114 мм и минимальной толщиной стенки 2,5-4,0 мм, на средних - соответственно 114-325 мм и 5-6 мм, на больших - до 700 мм и 6-10 мм, на агрегатах с непрерывным станом: диаметром 16-170 мм с толщиной стенки 2-25 мм, на агрегатах с трехвалковым раскатным станом - диаметром 40-200 мм с толщиной стенки 0,25-0,09 диаметра, на трубоэлектросварочных агрегатах производят прямошовные трубы диаметром 6-530 мм и/или спиральношовные трубы диаметром 426-2500 мм, на станах холодной прокатки труб производят трубы диаметром 4-450 мм с толщиной стенки 0,1-40,0 мм, на трубоволочильных станах производят трубы диаметром 0,2-1000 мм, с толщиной стенки 0,015-50 мм.

Ниже приводятся более подробно некоторые технологические аспекты способа.

На первом этапе слитки прокатывают на обжимных станах (блюмингах или слябингах) в блюмы или слябы. Предварительно слитки нагревают в нагревательных колодцах до температуры 110-1300^oC, затем подают слитковозами или передаточными тележками к обжимному стану. На приемном участке слитки взвешивают и, при необходимости, разворачивают на угол 180^o. Затем прокатывают блюмы в горизонтальных, а слябы - в горизонтальных и вертикальных валках обжимной клети (горизонтальные валки имеют индивидуальный привод с гибкой регулировкой частоты его вращения, а вертикальные валки - общий привод через передаточные механизмы), После прокатки блюмы и слябы зачищают, преимущественно, огневой зачисткой или механически, удаляя поверхностные дефекты, отрезают некондиционные передний и задний концы (соответствующие прибыльной и донной части слитка), режут на мерные длины, взвешивают, клеймят, штабелируют, охлаждают или направляют на последующую прокатку на заготовочный или толстолистовой или широкополосный стан горячей прокатки. Отходы в виде окалины, обрези, недокатов направляют на переработку или утилизацию.

Слябы являются исходным продуктом для производства листового проката, а блюмы - для производства сортового проката. Для производства толстого листа слябы нагревают в металлических печах и после удаления печной окалины подают к реверсивной клети с вертикальными валками, затем к реверсивной горизонтальной клети кварто. Возможна прокатка толстого листа непосредственно из слитков или непрерывнолитых слябов, в этом случае их нагрев перед прокаткой ведут в нагревательных колодцах или печах с перемещающимся подом. Возможен разворот слябов между проходами на 90^o для увеличения ширины, который осуществляют на коническом рольганге. После прокатки толстого листа до необходимой толщины (с периодическим обжатием кромок) удаляют воздушную окалину посредством гидросбива, затем листы штабелируют и транспортируют на участки охлаждения, резки, правки термообработки, в том числе с прокатного нагрева, зачистки, разметки, клеймения, маркировки, взвешивания, сортировки, после чего складируют или отгружают потребителю.

Тонколистовой прокат получают на широкополосных станах горячей прокатки. Слябы, являющиеся исходным продуктом, поступают со склада обжимного цеха и нагреваются в методических печах, преимущественно с шагающими балками. Затем нагретые слябы подают по рольгангам к черновой группе клетей, включающей в том числе универсальные клети кварто, а перед этой группой в окалиноломателях с вертикальными и горизонтальными валиками со слябов удаляют первичную окалину. После прокатки в черновой группе клетей и дополнительной очистки от воздушной окалины раскат поступает в чистовую, преимущественно, непрерывную группу клетей кварто, где прокатывается до нужного размера. На выходе из стана прокатанный лист (полоса) охлаждается душирующими устройствами на рольганге и сматывается в рулоны, которые затем снимают с моталок и направляют или на дальнейшую холодную прокатку с предварительным травлением, или на склад.

Холодная прокатка тонкого листа, ленты, жести и других видов проката производится из полосы, полученной на широкополосном стане горячей прокатки. После травления и удаления окалины в растворе кислоты или щелочи, промывки, сушки и передачи в рулонах в цех холодной прокатки, полосу прокатывают на непрерывном многоклетьевом или реверсивном стане, оснащенном клетями повышенной жесткости, т. е. кварто, либо шестивалковыми, либо двенадцативалковыми, либо двадцативалковыми. Полученные полосы, ленты, жесть и другую холоднокатанную листовую продукцию подвергают термообработке в агрегатах непрерывного или периодического действия, затем дрессируют, режут в продольном и/или поперечном направлении, сортируют, упаковывают. При необходимости на поверхности листовой продукции могут быть нанесены металлические или неметаллические защитные покрытия.

Отдельное место в сортаменте листовой продукции занимают штрипсы, предназначенные для дальнейшего получения из них спиральношовных труб.

Из блюмов изготавливают сортовые профили указанного выше сортамента. Предварительно блюмы прокатывают на непрерывно-заготовочном стане в заготовки, преимущественно, квадратного сечения, а затем передают для нагрева до температуры 1180-1280^oC и дальнейшей прокатки в сортопрокатные цеха, где на крупносортных, среднесортных и мелкосортных, а также проволочных станах производят сортовые профили в широком сортаменте, указанном выше. Прокатку заканчивают при температуре 850-900^oC. Для предупреждения искривления несимметричных профилей при остывании, например, рельсов, их при прокатке предварительно загибают на подошву профиля.

Отдельным направлением является производство труб в специализированных цехах. Трубы производят путем прокатывания слитков или заготовок в горячем и далее холодном состоянии, а также путем сварки листовых заготовок прямым или спиральным швом, или прессованием.

В качестве специальной технологической операции при получении труб, в том числе особотонкостенных (с толщиной стенки от 0,015 мм) и повышенной длины (до 50 м и более), используют волочение труб на трубоволочильных станах. При волочении труб возможно не только уменьшение, но и увеличение их диаметра (раздача), а также уменьшение диаметра труб без изменения толщины стенки (редуцирование). В связи с этим диапазон (сортамент) труб, получаемых волочением, весьма широк.

Перед подачей катанных или прессованных заготовок в волочильный стан их подвергают термообработке, затем очищают от окалины, формируют передний конец (головку) трубы для захвата, подготавливают поверхность трубы для удержания смазки (например, наносят подсмазочный слой). После волочения трубы подвергают термической обработке, правят, шлифуют, полируют, наносят на них защитные металлические или неметаллические покрытия.

Прокатку катанки можно вести в бесконечном режиме, для чего заготовки нагревают и сваривают последовательно встык. При этом предпочтительно выравнивать температуру металла заготовок.

Полученный прокат далее используют как готовое изделие (рельсы, строительные профили: арматура, в том числе рифленая, балки, в том числе двутавровые и тавровые, а также широкополочные, уголки, швеллеры, трубы), или направляют на последующую обработку в машиностроительное производство для получения изделий потребительского назначения.